سیل‌های مکانیکی، قطعات حیاتی در بسیاری از ماشین‌آلات دوار هستند که وظیفه آب‌بندی شفت‌های متحرک را بر عهده دارند تا از نشت سیال (مایعات یا گازها) به بیرون و همچنین ورود آلودگی‌ها به داخل سیستم جلوگیری کنند.
در اینجا یک جدول جامع از انواع رایج سیل‌های مکانیکی و محل کاربرد آنها آورده شده است:
انواع سیل‌های مکانیکی و کاربرد آنها
| نوع سیل مکانیکی | تصویر شماتیک | ساختار و ویژگی‌ها | اصول کار | کاربردهای اصلی | مزایا | معایب |
| سیل مکانیکی معمولی (Unbalanced Mechanical Seal) | (تصویر شماتیک: یک سیل با فنر تک کویل یا چندگانه، رینگ ثابت و رینگ دوار که نیروی فنر مستقیماً به سطوح آب‌بندی اعمال می‌شود.) | شامل یک رینگ ثابت (Stationary Ring) و یک رینگ دوار (Rotary Ring) که سطوح آب‌بندی آنها در تماس با یکدیگر هستند. فنر (تک یا چندگانه) نیروی لازم برای فشرده‌سازی سطوح را فراهم می‌کند. | نیروی فنر و فشار سیال به صورت مستقیم به سطوح آب‌بندی منتقل می‌شود و باعث فشرده شدن آنها می‌گردد. | پمپ‌های آب، فاضلاب، روغن، مخلوط‌کن‌ها، همزن‌ها با فشارهای کاری متوسط و پایین. | سادگی، قیمت مناسب، نصب آسان. | حساسیت به نلاشی (Misalignment)، محدودیت در فشار و دما، عمر کوتاه‌تر در شرایط سخت. |
| سیل مکانیکی بالانس شده (Balanced Mechanical Seal) | (تصویر شماتیک: سیل با طراحی خاص در رینگ دوار که بخشی از نیروی فشار سیال از روی سطوح آب‌بندی برداشته می‌شود. قطر مؤثر بزرگتر در پشت رینگ دوار و قطر کوچکتر در ناحیه آب‌بندی) | مشابه سیل معمولی، اما با طراحی خاص در رینگ دوار (معمولاً کاهش قطر پله‌ای در شفت پشت رینگ دوار) که باعث می‌شود بخشی از نیروی فشار سیال از روی سطوح آب‌بندی برداشته شود. | با متعادل‌سازی نیروهای وارده، فشار مؤثر روی سطوح آب‌بندی کاهش می‌یابد. | پمپ‌های با فشار کاری بالا، سیالات با ذرات جامد، سیالات ویسکوز (چسبناک) در صنایع نفت و گاز، پتروشیمی، شیمیایی. | تحمل فشار و دمای بالاتر، سایش کمتر سطوح، عمر طولانی‌تر، کاهش حرارت تولیدی. | قیمت بالاتر، پیچیدگی بیشتر در طراحی و نصب، حساسیت بیشتر به ذرات جامد در سیال. |
| سیل مکانیکی کارتریجی (Cartridge Mechanical Seal) | (تصویر شماتیک: یک مجموعه پیش‌مونتاژ شده شامل رینگ‌های ثابت و دوار، فنر، گلند و بوش (Sleeve) که همگی در یک واحد قرار دارند.) | مجموعه‌ای کامل و پیش‌مونتاژ شده از سیل (رینگ ثابت و دوار)، گلند (Gland)، بوش شفت (Shaft Sleeve) و فنر که به صورت یک واحد یکپارچه نصب می‌شود. | کاهش خطای نصب، عدم نیاز به اندازه‌گیری‌های پیچیده در محل. | اکثر پمپ‌های استاندارد در صنایع نفت و گاز، پتروشیمی، شیمیایی، نیروگاه‌ها، آب و فاضلاب. | نصب آسان و سریع، کاهش خطای انسانی در نصب، طول عمر بالا، قابل اعتمادتر. | قیمت بالاتر نسبت به سیل‌های غیر کارتریجی. |
| سیل مکانیکی اجزای سازنده (Component Mechanical Seal) | (تصویر شماتیک: سیل که رینگ ثابت و دوار و فنر و سایر اجزا به صورت جداگانه مونتاژ می‌شوند.) | اجزای سیل (رینگ ثابت، رینگ دوار، فنر، اورینگ‌ها) به صورت جداگانه روی شفت و گلند پمپ نصب و مونتاژ می‌شوند. | هر جزء به صورت جداگانه در محل نصب مونتاژ می‌شود و به ابعاد دقیق نیاز دارد. | پمپ‌های قدیمی، کاربردهای خاص که نیاز به مونتاژ سفارشی دارند، یا زمانی که محدودیت بودجه وجود دارد. | قیمت پایین‌تر، انعطاف‌پذیری در انتخاب مواد، قابلیت تعمیر جزئی. | نصب پیچیده‌تر و زمان‌بر، نیاز به دقت بالای نصاب، حساسیت بیشتر به خطای انسانی در مونتاژ. |
| سیل مکانیکی دوگانه (Double/Dual Mechanical Seal) | (تصویر شماتیک: دو مجموعه از سطوح آب‌بندی که یکی در سمت سیال فرایند و دیگری در سمت اتمسفر قرار دارد و فضای میانی توسط یک سیال بافر پر می‌شود.) | شامل دو مجموعه سیل (رینگ ثابت و دوار) که به صورت سری روی شفت نصب می‌شوند. فضای بین دو سیل با یک سیال بافر (مانند آب، روغن یا گلیکول) پر می‌شود که تحت فشار کنترل شده‌ای قرار دارد. | سیال بافر مانع از نشت سیال فرایند به بیرون یا ورود آلاینده‌ها به داخل فرایند می‌شود. | پمپ‌های سیالات سمی، خورنده، خطرناک، قابل اشتعال، ویسکوز یا با ذرات جامد (صنایع شیمیایی، داروسازی، هسته‌ای، نفت و گاز). | بالاترین سطح ایمنی و آب‌بندی، کاهش انتشار آلاینده‌ها، مناسب برای سیالات خطرناک. | پیچیدگی بالا، نیاز به سیستم پشتیبانی سیال بافر (مخزن، پمپ، کنترل‌کننده‌ها)، هزینه بالا. |
| سیل مکانیکی خشک گاز (Dry Gas Seal - DGS) | (تصویر شماتیک: سطوح آب‌بندی غیر تماسی با شیارهای هیدرودینامیکی روی یکی از رینگ‌ها، که از فیلم نازکی از گاز برای آب‌بندی استفاده می‌کنند.) | سطوح آب‌بندی در تماس مستقیم نیستند. یک فیلم نازک از گاز (معمولاً نیتروژن) که توسط شیارهای مارپیچی یا شعاعی روی یکی از رینگ‌ها تولید می‌شود، آب‌بندی را انجام می‌دهد. | گاز تحت فشار به سطوح آب‌بندی وارد شده و با ایجاد یک بالشتک گازی، مانع از تماس سطوح و نشت سیال می‌شود. | کمپرسورهای گاز، توربین‌ها، سانتریفیوژها، درایوهای توربین گاز و بخار، صنایع نفت و گاز. | بدون نیاز به سیال بافر، اتلاف انرژی بسیار کم، عمر طولانی، عدم آلودگی سیال فرایند. | پیچیدگی طراحی و ساخت، قیمت بسیار بالا، نیاز به سیستم گاز پشتیبان، حساسیت به ذرات جامد. |
| سیل مکانیکی با دیافراگم فلزی (Metal Bellows Mechanical Seal) | (تصویر شماتیک: فنر از جنس فلز (معمولاً فولاد ضد زنگ) به صورت آکاردئونی که وظیفه اعمال نیرو و همچنین آب‌بندی ثانویه را دارد.) | فنر از جنس فلز (معمولاً فولاد ضد زنگ یا آلیاژهای خاص) به شکل آکاردئون است که هم وظیفه فنریت و هم وظیفه آب‌بندی ثانویه را بر عهده دارد. | دیافراگم فلزی، نیروی فشردگی را تأمین می‌کند و با انعطاف‌پذیری خود، نلاشی‌های شفت را جذب می‌کند. | کاربردهای با دماهای بالا یا بسیار پایین، سیالات خورنده، محیط‌های بدون روغن (پمپ‌های خاص). | تحمل دماهای بسیار بالا/پایین، عدم نیاز به الاستومر (در برخی مدل‌ها)، مقاومت شیمیایی بالا، عمر طولانی. | قیمت بالا، حساسیت به ذرات جامد (اگر بین پره‌های دیافراگم قرار گیرند)، آسیب‌پذیری به خستگی فلز در ارتعاشات شدید. |
نکات مهم در انتخاب سیل مکانیکی:
نوع سیال: خورنده، ساینده، سمی، قابل اشتعال، دما، ویسکوزیته.
فشار کاری: فشار داخل محفظه آب‌بندی.
دما: دمای سیال و دمای محیط.
سرعت شفت: سرعت دورانی شفت (RPM).
ابعاد و فضای موجود: قطر شفت، فضای موجود در محفظه آب‌بندی.
استانداردها: رعایت استانداردهایی مانند API 682 (برای صنایع نفت و گاز و پتروشیمی) که مشخصات دقیق سیل‌ها را تعیین می‌کند.
بودجه و هزینه نگهداری: هزینه اولیه و هزینه‌های تعمیر و نگهداری در طول عمر سیستم.
انتخاب صحیح سیل مکانیکی برای هر کاربرد خاص، نیازمند دانش فنی و تجربه است تا از عملکرد صحیح تجهیزات، ایمنی کارکنان و محافظت از محیط زیست اطمینان حاصل شود.
۰
از ۵
۰ مشارکت کننده
